溫度變送器調(diào)校時的誤差分析

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溫度變送器配用的測溫元件有熱電偶和熱電阻，其線制又分為二線制、三線制、四線制三種類型，盡管有上述的區(qū)別，但其測試的內(nèi)容及原則是相同的。本文僅以調(diào)校S系列熱電阻溫變器的示值誤差為例進(jìn)行討論。
一、對標(biāo)準(zhǔn)裝置的要求
由于開展的是調(diào)校工作，一般可根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備條件并參照溫變器使用說明書進(jìn)行。但為保證調(diào)校質(zhì)，因此對調(diào)校系統(tǒng)(即標(biāo)準(zhǔn)裝置)應(yīng)有一定要求。按慣例標(biāo)準(zhǔn)裝置的誤差應(yīng)小于被測溫變器允許誤差的1／5，對于O．1級被測溫變器應(yīng)小于其允許誤差的1／3。此外，整套標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度及重復(fù)性還應(yīng)合乎要求。
二、關(guān)于調(diào)校方法
溫變器調(diào)校方法有兩種：
1．模擬調(diào)校法
即用模擬信號源(標(biāo)準(zhǔn)直流電阻箱)來代替與溫變器相接的測溫元件，用改變模擬信號源的輸出值來測量溫變器輸出值的方法進(jìn)行調(diào)校(在溫變器量程范圍內(nèi)調(diào)校點(diǎn)不少于5點(diǎn)，正反程循環(huán)次數(shù)不少于3次)，對測量結(jié)果進(jìn)行處理后，計算出溫變器的示值誤差。此方法調(diào)校結(jié)果是溫變器和模擬信號源二者的綜合結(jié)果，不包含測溫元件的不確定度。此法是zui常用的方法，對Ⅱ、Ⅲ、S型的溫變器的調(diào)校都是適用的。
2．綜合調(diào)校法。
此法是將測溫元件與溫變器一起進(jìn)行調(diào)校，是靠改變恒溫設(shè)備溫場的溫度來測量溫變器的輸出調(diào)校點(diǎn)數(shù)和正反程循環(huán)次數(shù)同模擬調(diào)校法)，然后計算出溫變器的示值誤差。此方法調(diào)校結(jié)果是溫變器和測溫元件的綜合結(jié)果。此法可用來測試S系列帶測溫元件一體化溫變器，對于架裝、墻掛式溫變器很少采用。
三、標(biāo)準(zhǔn)裝置的誤差來源
標(biāo)準(zhǔn)裝置的誤差來源視不同的調(diào)校方法而定(即不同的輸入信號)現(xiàn)分述如下：
1．模擬調(diào)校系統(tǒng)誤差來源有：
1)直流電阻箱的誤差；
2)電測儀表的誤差(數(shù)字電壓表)；
3)直流穩(wěn)壓電源的影響；
4)I／V變換電阻的精度影響；
5)對于讀數(shù)誤差可忽略不計。
2．綜合調(diào)校系統(tǒng)誤差來源有：
1)一等水銀溫度計誤差；
2)電測儀表的誤差；
3)恒溫設(shè)備溫場不均勻誤差；
4)直流穩(wěn)壓電源的影響；
5)I／V變換電阻的精度影響；
6)測溫元件(熱電阻)的誤差；
7)讀數(shù)誤差、計算誤差、測溫元件響應(yīng)時間不等引起的誤差可忽略不計。
由于各誤差彼此獨(dú)立，故總不確定度的合成上采用方和根法計算。
四．問題討論
目前國內(nèi)生產(chǎn)一體化溫變器的廠家較多，對于其精度等級的表示方法也不統(tǒng)一，有的廠家稱“轉(zhuǎn)換精度”，看來這是針對溫變器本體而言，zui高的為±O．1%；有的廠家稱“總體精度"，看來這是針對溫變器和測溫元件的綜合誤差而言，zui高的為±O．25%；搞清精度表示方法對用戶調(diào)校是有好處的。以總體精度為±0.25%的溫變器為例，假設(shè)其配用的測溫元件為*Pt100熱電阻，其允許偏差為士(0.15+0.2%Ⅰt Ⅰ)，當(dāng)測試溫度為100℃時，其zui大允許偏差可達(dá)±0.35 %，而要使總體精度達(dá)到±0.25%的要求，只有靠調(diào)整溫變器的零點(diǎn)和量程，來與測溫元件的部份線性誤差進(jìn)行補(bǔ)償(或稱抵消)，才能達(dá)到總體精度為±0.25%。但在現(xiàn)場使用中，測溫元件損壞是常發(fā)生的事，測溫元件更換后總體精度很難保持原來的指標(biāo)，況且目前國內(nèi)對*Pt100熱電阻的供貨采取協(xié)商供貨；要保證原有總體精度，只有更換測溫元件后再進(jìn)行綜合調(diào)校，而有的溫變器廠家并不推薦用戶自行調(diào)零點(diǎn)、量程、線性等，故將這些電位器隱避起來。因此，溫變器用轉(zhuǎn)換精度來表示誤差對用戶更實(shí)用，同時溫變器的調(diào)校應(yīng)建立在轉(zhuǎn)換精度測試的基礎(chǔ)上，
綜合調(diào)校如果仍用保護(hù)套管，必須考慮傳熱誤差一這因素。
另外，還需測試測溫元件對金屬保護(hù)套管的絕緣電阻，一般要求>100M，否則在現(xiàn)場使用中會影響測量結(jié)果或造成干擾，嚴(yán)重時甚至?xí)绊憸刈兤鞯恼＿\(yùn)行。

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